硼同位素熱電離質譜測定中氰酸根幹擾的消除方法
2023-08-06 10:33:01 1
專利名稱：硼同位素熱電離質譜測定中氰酸根幹擾的消除方法
技術領域：
本發明涉及一種硼同位素質譜測定技術，尤其是一種硼同位素熱電離質譜測定中氰酸根幹擾的消除方法。
背景技術：
自然界硼具有兩種穩定同位素，10B和11B，由於它們之間具有相當大的相對質量差(達8.70％)，自然界硼同位素會產生大的同位素分餾，這種同位素分餾將在很大程度上記錄了化學地質過程的信息，因此硼同位素已在宇宙學、地質學、礦物學和地球化學的很多領域得到了廣泛的應用。這些應用對高精度硼同位素組成的測定提出了更高的要求。硼同位素組成的測定有多種方法，而熱電離質譜法仍是目前測定硼同位素組成精度最高、使用最為廣泛的方法。硼同位素組成的熱電離質譜法有正熱電離和負熱電離兩種。基於Cs2BO2+離子的正熱電離質譜法是1986年由Spivak等人首先建立的，後來由本發明申請人肖應凱採用石墨塗樣技術進行了改進，改進的Cs2BO2+離子方法現在世界範圍內獲得了廣泛的應用，成為當前測定硼同位素組成精度最高的方法。但是後來的研究表明，在石墨存在下能誘導產生Cs2CNO+離子，該離子與Cs2BO2+離子同時在m/e 308和309處產生質譜峰，但由於Cs2CNO+離子和Cs2BO2+離子在m/e 308和309處產生質譜峰的相對強度相差達近千倍，因此Cs2CNO+離子的存在對硼同位素組成的測定產生嚴重的幹擾，使測定的11B/10B比值嚴重偏低。基於BO2-離子的負熱電離質譜法由於檢測靈敏度高而在硼同位素組成測定中獲得應用，但是CNO-離子的產生同樣會對BO2-離子產生峰的疊加，對硼同位素組成測定產生嚴重幹擾，同樣使測定的11B/10B比值嚴重偏低。CNO-和Cs2CNO+離子的產生與樣品中存在的或樣品製備過程中引入的微量硝酸鹽和有機物等有關，因此樣品製備中要儘可能地去除硝酸鹽和有機物等幹擾成分。但實踐經驗表明，硝酸鹽和有機質等的引入是不可能完全避免的，CNO-和Cs2CNO+離子的幹擾將會隨時有可能出現。硼同位素測定中CNO-和Cs2CNO+離子的同質異位素幹擾已成為阻礙硼同位素測定精度進一步提高的關鍵，引起了世界科學家的高度重視。如為了消除CNO-的幹擾，Hemming等在樣品製備過程中採取了多項措施以除去有機質，Liu等使用不含硝酸根的化合物作為BO2-離子發射劑，但是這些措施未能從根本上消除CNO-和Cs2CNO+離子對硼同位素測定的幹擾，目前世界上對解決這一難題似乎束手無策，沒有十分有效的解決辦法。
發明內容
以上所述，靠在樣品製備時除去硝酸鹽或有機質的辦法消除CNO-和Cs2CNO+離子對硼同位素測定的幹擾不是完全可靠的，因為硝酸鹽或有機質的引入有時是隨機的，CNO-和Cs2CNO+離子的產生是不可能完全避免的。在自然界，含有CNO-離子的化合物是極其微量的，在硼同位素測定中CNO-和Cs2CNO+離子的出現是在特殊條件下在離子源中即時合成的，因此消除CNO-和Cs2CNO+離子對硼同位素測定幹擾的最根本的辦法是抑制CNO-和Cs2CNO+離子的合成。
本發明的目的是建立抑制CNO-和Cs2CNO+離子合成的方法，徹底消除CNO-和Cs2CNO+離子對硼同位素組成測定的同質異位素的幹擾。
本發明的目的可通過如下措施來實現一種硼同位素熱電離質譜測定中氰酸根幹擾的消除方法，包括下述步驟在利用熱電離質譜測定塗樣時將抑制劑與硼同位素樣品按任意比例一起塗在樣品帶上進行硼同位素組成測定。
所述的抑制劑為高純磷酸。
本發明相比現有技術具有如下優點本發明利用抑制劑，在塗樣時將這種抑制劑與樣品一起塗在樣品帶上，這種抑制劑的存在能有效地抑制CNO-和Cs2CNO+離子的合成，使硼同位素組成的測定結果升高，接近於正常的測定值。
在硼同位素組成測定中通常採用NIST SRM 951 H3BO3作為標準，採用Na2BO2+離子校正質譜法測定的NIST SRM 951 H3BO3的絕對標準11B/10B值為4.04362±0.001377。但是由於系統誤差的影響，採用石墨-Cs2BO2+離子技術測定的11B/10B比值為4.05037±0.000143，有硝酸鹽存在時，測定的11B/10B比值比4.05037要偏低很多，其偏離的程度隨硝酸鹽量的增加而增加，如在1μg和5.7μg NO3-存在下，採用測定的11B/10B比值分別為3.65543和3.88324，在足量抑制劑的存在下，測定的11B/10B比值分別提高到4.06099和4.04873。採用BO2-負離子質譜法測定時，用La(NO)3作發射劑對NISTSRM 951測定的11B/10B比值為3.98970，明顯低於標準值4.04362，表明NO3-存在明顯的幹擾。在一定量抑制劑存在下，測定的11B/10B比值上升到4.04703和4.05500，接近於採用石墨-Cs2BO2+離子技術測定的11B/10B比值，表明抑制劑的加入能有效地消除NO3-的幹擾。
具體的實施方式實施例一採用適當的溶(熔)劑和硼特效離子交換樹脂將樣品中的硼提取出來，並進行純化，製備成含有一定量硼的水溶液。在正熱電離質譜法測定中，將大約100μg的石墨塗在已在真空中於3A下加熱1小時的鉭金屬帶上，再加入含有大約1μg硼的樣品溶液，最後加入約1μl的濃度為1％的高純磷酸，通1A的電流烘乾後，裝入質譜計離子源，當離子源真空達到要求後，在m/e為309和308處以峰跳掃的方式測定離子峰強度。在磷酸存在下，Cs2CNO+離子完全得到抑制，因此在m/e為309和308處分別只有Cs211BO2+和Cs210BO2+兩種離子峰，可以直接計算11B/10B比值。
實施例二在負熱電離質譜法測定中，將含有大約0.1μg硼的樣品溶液塗在已在真空中於4A下加熱1小時的錸金屬帶上，最後加入約1μl的濃度為1％的高純磷酸，通1.5A的電流烘乾後，裝入質譜計離子源，當離子源真空達到要求後，在m/e為43和42處以峰跳掃的方式測定離子峰強度。在磷酸存在下，CNO-離子完全得到抑制，因此在m/e為43和42處分別只有11BO2-和10BO2-兩種離子峰，可以直接計算11B/10B比值。
權利要求
1.一種硼同位素熱電離質譜測定中氰酸根幹擾的消除方法，包括下述步驟在利用熱電離質譜測定塗樣時將抑制劑與硼同位素樣品塗在樣品帶上進行測定。
2.如權利要求1所述的硼同位素熱電離質譜測定中氰酸根幹擾的消除方法，其特徵在於所述的抑制劑為磷酸。
全文摘要
本發明涉及一種硼同位素熱電離質譜測定中氰酸根幹擾的消除方法，包括下述步驟在利用熱電離質譜測定塗樣時將抑制劑與硼同位素樣品按任意比例一起塗在樣品帶上進行硼同位素組成測定；本發明的方法主要是抑制CNO
文檔編號G01N23/22GK1598555SQ0313462
公開日2005年3月23日 申請日期2003年9月17日 優先權日2003年9月17日
發明者肖應凱, 魏海珍, 李世珍, 孫愛德 申請人:中國科學院青海鹽湖研究所